ИСТИНА

Изучается возможность использования в прямоточных воздушно-реактивных двигателях конвергентно-дивергентных сопел с диффузором Буземана и диффузором, контур которого задается участком синусоиды. В качестве топлива рассматриваются пары керосина, сжигание которых осуществляется в детонационном режиме при гиперзвуковой скорости набегающего воздушного потока. Моделирование проводится на основе двумерных нестационарных уравнений движения Эйлера для осесимметричных течений многокомпонентного реагирующего газа с неравновесными реакциями и модификации численной схемы С.К. Годунова, обеспечивающей второй порядок аппроксимации решения по пространственным переменным. Опубликованная ранее кинетическая схема воспламенения и горения паров керосина дополнена процессами низкотемпературного разложения н-декана. Численно показана возможность невынужденного инициирования детонационного горения паров керосина за наклонным ударным фронтом в сопле Лаваля при гиперзвуковой скорости набегающего потока в условиях атмосферы на высоте порядка 40 км. При полетном числе Маха равном 9 сопло с диффузором Буземана обеспечивает тягу около 1.7 тонны и полетный КПД свыше 50%. Однако длина соответствующего диффузора может ограничивать его практическую ценность. Центральное тело позволяет использовать более короткие синусоидальные сопла, в которых тяга достигает 0.5 тонны, а полетный КПД - 40%. Работа выполнена при финансовой поддержке Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 20-51-00003 (Бел_а)).